반응형 일반물리학실험 | 관성 모멘트 측정 TIP 고정 축에 대한 강체의 회전운동을 해석하고 관성모멘트의 의미를 이해한다. 실험 방법1. 실험 과정1) A자 받침대의 수평을 맞춘다. 2) 버니어 캘리퍼스를 이용하여 3단 도르래의 반지름을 측정하고 막대 도르래를 설치한다. 그리고 3단 도르래와 막대 도르래를 실로 연결한다. 그리고 알루미늄 트랙을 장치시킨다. 3) 포토 게이트를 설치한 다음 추를 추 걸이에 걸어 힘(Mg)을 발생시킨다. 4) 알루미늄 트랙을 회전 시키며 포토게이트를 이용하여 각가속도 a를 측정한 후 공식을 이용하여 회전 장치의 기본 틀의 관성 모멘트를 측정한다. 5) 질량이 일정한 사각추의 회전 반경을 0, 5, 10, 20㎝로 변화시키면서 (기본 틀+사각추)의 관성모멘트를 측정한다. 6) 구해 놓았던 기본 틀의.. Engineering/물리학 2024. 9. 6. 일반물리학실험 | 관성 모멘트 TIP 회전 역학계에서의 대칭형태를 갖는 물체들에 대한 관성모멘트를 실험적으로 측정하고 이론적 계산과 비교한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 책상 끝의 돌출된 부분에 클램프를 단단히 고정 시킨다. 2) 지지봉을 연결한 후 클램프에 꽂고 고정한다 3) 지지봉에 직각클램프를 이용하여 도르래를 상하로 하나씩 고정한다. 4) 회전틀에 수평계를 얹고 수평을 맞춘다 5) 회전틀의 밑둥에 실을 감는다. (밑둥에 박혀있는 나사에 줄을 몇 번 감고 묶어둔다) 6) 회전틀을 조심스럽게 돌리면서 실을2m 정도 감는다. 7) 아래쪽 도르래에 실을 걸되 밑둥의 접선방향이 도르래에 일치하게끔 하고 직각위쪽으로 도르래에 걸어올린다. 8) 추의 질량을 측정한다. 9) 실의 반대쪽 끝에 고리를 만들고 추를 걸어 놓는다. 10) 실.. Engineering/물리학 2024. 3. 6. 일반물리학실험 | 관성모멘트와 각 운동량 보존 TIP 회전하는 물체의 관성모멘트를 실험을 통해 측정하고 관성모멘트에 따른 각운동량 보존에 대하여 알아본다. 각 운동량회전 운동하는 물체의 운동량을 가리키며 물체의 운동량과 물체와 회전축 사이의 거리를 곱한 값으로 표현하는 벡터량이다. 회전운동을 하는 물체는 병진운동에서의 선 운동량과 대응되는 각운동량을 가지고 있다. 회전축으로부터의 거리를 r, 운동량 p, 질량 m, 접선의 속도 v, 각속도 ω를 이용해 각운동량 l을 아래와 같이 정의내릴 수 있다.I = rp = rmv = (mr2)ω = Iω 실험 방법실험 A. 관성모멘트 측정 실험실험 B에서 필요한 사각질량을 당기기전 즉 r이 20㎝인 계의 관성모멘트와 사각질량을 당긴 후 즉 r이 10㎝인 계의 관성 모멘트를 측정하고자 하는 실험이다.1) .. Engineering/물리학 2022. 11. 5. 일반물리학실험 | 자이로스코프(Gyroscope) TIP 자이로스코프를 통해 강체의 회전운동을 이해하고, 회전하는 물체의 세차운동과 장동운동에 대해 이해한다. 자이로스코프 고속으로 회전할 수 있는 회전체가 그 자체의 회전축인 로터축(rotor axis)과 이에 직교하는 수평축, 및 수직축을 각각 축으로 하여 3축의 주위를 자유롭게 회전할 수 있도록 만들어진 장치이다. 회전체의 로터축을 축으로 하여 고속으로 회전하고 있는 자이로스코프에서 나머지 2축이 마찰을 무시하고 평형상태를 정확하게 유지될 수 있다면 로터축은 어떤 방향이라도 자유롭게 가리킬 수 있으며, 이러한 상태의 자이로스코프를 프리 자이로스코프(free gyroscope)라고 한다. 그림1과 같이 회전하는 팽이에 힘을 가합니다. 그럼 팽이는 그림2와 같이 팽이의 동쪽이 밑으로 내려갈 것이라고 생각.. Engineering/물리학 2021. 6. 6. 일반물리학실험 | Torsinoal Pendulum - 비틀림진자 TIP 비틀림 진자의 이론적 주기와 실험적 주기를 비교해 본다. k의 비틀림 상수를 갖는 탄성을 가진 줄에 I의 관성모멘트를 갖는 원판이 매달려 있다. 이때 원판을 θ까지 비틀면 줄에는 -θ으로 kθ만큼의 복원토크가 발생하게 된다. 원판을 놓으면 복원토크에 의해 원판은 가속운동을 하다 평형지점을 지나면 반대 방향의 토크에 의해 감속운동을 하게 되고 감쇠가 없는 경우 -θ까지 회전한다. 정지한 후 반시계방향으로 방향을 바꾸어 동일한 형태의 운동을 반복하는 단순조화운동을 하게 된다. 비틀림 진자가 1회 운동하는데 소요되는 시간(주기)은 원판의 관성모멘트와 비틀림 상수의 크기와 연관이 있으며 이를 식으로 나타내면 다음과 같다. (sec) 즉, 원판의 관성모멘트가 클수록 천천히 진동하게 되며 탄성체의 비틀림 상.. Engineering/물리학 2020. 12. 20. 일반물리학실험 | 토크와 회전운동 TIP 1. 회전운동에서의 각속도, 각가속도의 개념에 대해 알아본다. 2. 토크와 각속도 각가속도의 관계에 대해 알아본다. 일정한 모양과 크기를 가진 강체가 고정된 축 O에 대해 회전하고 있는 경우를 고려하자. 이때 회전의 르기를 나타내는 양으로 각속도 w가 사용된다. 각속도의 크기는 단위시간당 강체가 회전한 각을 나타내며 단위는 rad/sec가 된다. 즉 1초에 180도 회전하면 각속도의 크기 w=πrad/sec가 된다. 각속도는 벡터 양이며, 방향은 오른손 규칙에 따라 회전하는 평면에 수직방향으로 정해진다. 만약 처음 반대로 회전하면 각속도의 방향도 반대가 된다. 물체의 이동에서 각속도에 해당하는 양으로 회전에서는 각가속도 α가 사용되며, 그 크기는 단위 시간당 각속도의 변화량을 나타내며 단위는 r.. Engineering/물리학 2020. 12. 18. 일반물리학실험 | 관성 능률 측정 TIP 1. 관성 능률의 개념을 이해하고, 반지형 물체와 원반의 관성 능률을 측정하여 이론값과 비교하여 본다. 2. 관성 능률의 개념을 이해하고, 가운데 부분이 비어있는 원통형 물체를 회전시켜서 그 물체의 관성 능률을 측정해 본다. 관성능률(관성모멘트) 회전하는 물체가 그 때의 상태를 유지하려고 하는 에너지의 크기를 말한다. 관성모멘트는 I로 표시하고, 단위는 ㎏·㎡이다. 회전운동을 병진운동과 비교하였을 때, 회전운동에서의 관성모멘트는 병진 운동에서의 질량과 유사한 성질을 갖는 물리량이다. 회전하는 물체가 회전을 계속하려는 성질인 회전 관성은 물체의 전체 질량과 질량 분포 상태에 따라 달라진다. 따라서 관성 모멘트는 물체가 외부의 토크에 얼마나 민감하게 반응하는지를 나타내는 양으로서, (각 입자의 질량).. Engineering/물리학 2020. 5. 14. 일반물리학실험 | 비틀림 진동의 관찰 TIP 비틀림 진동을 관찰하여 주기를 측정하는 실험으로 시료의 변화에 대한 주기의 변화로부터 시료의 특성을 이해하고, 비틀림 진자의 회전축의 변화에 대한 주기의 변화를 관찰한다. 그림과 같이 원판이 축을 중심으로 θ 만큼 변위가 가해지면 비틀린 철사에는 복원 회전력이 생기고 회전력은 비틀린 각 변위, θ에 비례하므로 τ = -Kθ 이다. K는 철사의 특성(길이, 직경 등)에 관계되는 비틀림 상수라 한다. 계의 운동 방정식은 이고 F → Kθ인데 τ =F, 이다. 이것은 스프링에 매달린 질량의 단순조화운동과 비슷하며 직선변위 x → θ, 질량 m → I , 스프링상수 k → K대치한 것과 같다. θ=θmcoswt이고, 이므로 주기는 이다. 여기서 비틀림 상수 k와 철사의 강성률 n은 과 같은 관계가 있다... Engineering/물리학 2019. 10. 16. 이전 1 다음 반응형
